(57)【要約】【課題】自車にスキャン式レーザレーダのみを搭載し、その自車前方の探査結果から、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識する。【解決手段】自車１に搭載されたスキャン式レーザレーダ２により自車前方をくり返し探査し、レーザレーダ２が反射光を受信する自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値を検出し、この観測値から推定した車両指標の予測値と今回検出した観測値との差から、その差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出し、その認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基き、自車前方の物体の前記確率を算出して前記物体を認識する。【選択図】図１
2006047033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、
該探査に基き、前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値を検出し、
既検出の前記観測値から推定した前記車両指標の予測値と今回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出し、
前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、前記物体を認識することを特徴とする物体認識方法。
【請求項２】
自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から前記物体までの距離であり、前記車両指標の予測値を前記距離の変化特性から算出して推定することを特徴とする請求項１記載の物体認識方法。
【請求項３】
自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出された自車から前記物体までの距離の時間変化に基く前記物体の相対速度であり、前記車両指標の予測値を前記相対速度の変化特性から算出して推定することを特徴とする請求項１記載の物体認識方法。
【請求項４】
自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、
該探査に基き、前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値を検出し、
今回検出した前記観測値と前回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出し、
前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、前記物体を認識することを特徴とする物体認識方法。
【請求項５】
自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの反射光の受信位置の間隔から検出される前記物体の横幅であることを特徴とする請求項４記載の物体認識方法。
【請求項６】
自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、
該探査に基き、前記レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値を検出し、
今回検出した前記観測値と設定された基準値との差に応じて高低変化する認識評価値を算出し、
前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基き、自車前方の物体の前記確率を算出して前記物体を認識することを特徴とする物体認識方法。
【請求項７】
自車前方の物体による反射光のスキャン式レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの反射光受光強度であり、設定された基準値が前記物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値であることを特徴とする請求項６記載の物体認識方法。
【請求項８】
自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、
該探査に基き、前記レーザレーダが反射光を受光する自車前方の物体の位置、寸法、前記レーザレーダの前記反射光の受信状態それぞれに関連した複数の車両指標の観測値を検出し、
今回検出した前記各観測値と、推定した予測値、前回検出値、設定された基準値それぞれからなる各比較値との差に応じて高低変化する各認識評価値を算出し、
前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基き、前記物体の前記確率を算出して前記物体を認識することを特徴とする物体認識方法。
【請求項９】
自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から自車前方の物体までの距離、該距離の時間変化に基く前記物体の相対速度それぞれであり、
前記物体の寸法に関連した車両指標の観測値が、前記スキャン式レーザレーダの反射光の受光位置の間隔から検出される前記物体の横幅であり、
反射光の受信状態に関連した車両指標の観測値が、前記スキャン式レーザレーダの反射光受光強度であり、
前記距離、前記相対速度の比較値が、既検出の観測値に基く前記距離、前記相対速度それぞれの変化特性から算出して推定された前記距離、前記相対速度それぞれの車両指標の予測値からなり、
前記横幅の比較値が前回検出した前記横幅の観測値からなり、
前記反射光受光強度の比較値が、前記物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値に設定された基準値からなることを特徴とする請求項８記載の物体認識方法。
【請求項１０】
車両指標の各観測値の認識評価値を、該各認識評価値のばらつきがほぼ等しくなるように正規化し、
正規化した前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の前記確率を算出することを特徴とする請求項８または９に記載の物体認識方法。
【請求項１１】
自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、
前記探査に基き、前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、
前記指標検出手段の既検出の前記観測値から前記車両指標の予測値を推定し、前記予測値と前記指標検出手段が今回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、
前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴とする物体認識装置。
【請求項１２】
指標検出手段により、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値として、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から前記物体までの距離を検出し、認識評価値演算手段により、前記車両指標の予測値を前記距離の変化特性から算出して推定するようにしたことを特徴とする請求項１１記載の物体認識装置。
【請求項１３】
指標検出手段により、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値として、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出された自車から前記物体までの距離の時間変化に基く前記物体の相対速度を検出し、認識評価値演算手段により、前記車両指標の予測値を前記相対速度の変化特性から算出して推定するようにしたことを特徴とする請求項１１記載の物体認識装置。
【請求項１４】
自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、
前記探査に基き、前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、
前記指標検出手段の今回検出した前記観測値と前回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、
前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴とする物体認識装置。
【請求項１５】
指標検出手段により、自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値として、スキャン式レーザレーダの反射光の受信位置の間隔から前記物体の横幅を検出するようにしたことを特徴とする請求項１４記載の物体認識装置。
【請求項１６】
自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、
前記探査に基き、前記レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、
前記指標検出手段の今回検出した前記観測値と設定された基準値との差に応じて高低変化する認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、
前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴とする物体認識装置。
【請求項１７】
指標検出手段により、反射光のスキャン式レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値としてスキャン式レーザレーダの反射光受光強度を検出し、認識評価値演算手段に、基準値として自車前方の物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値を設定したことを特徴とする請求項１６記載の物体認識装置。
【請求項１８】
自自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、
前記探査に基づき、前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の位置、寸法、前記レーザレーダの前記反射光の受信状態それぞれに関連した複数個の車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、
前記指標検出手段の今回検出した前記各観測値と、推定した予測値、前回検出値、設定された基準値それぞれからなる各比較値との差に応じて高低変化する各認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、
前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴を認識する物体認識装置。
【請求項１９】
指標検出手段により、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値として、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から自車前方の物体までの距離、該距離の時間変化に基く前記物体の相対速度それぞれを検出し、前記物体の寸法に関連した車両指標の観測値として、前記レーザレーダの反射光の受信位置の間隔から検出される前記物体の横幅を検出し、前記レーザレーダの反射光の受信状態に関連した車両指標の観測値として、前記レーザレーダの反射光受光強度を検出し、
認識評価値演算手段により、前記距離、前記相対速度の比較値として、既検出の観測値に基く前記距離、前記相対速度それぞれの変化特性から前記距離、前記相対速度それぞれの車両指標の予測値を算出し、前記横幅の比較値を前回検出した前記横幅の観測値により形成し、前記レーザレーダの反射光受光強度の比較値を、前記物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値に設定された基準値としたことを特徴とする請求項１８記載の物体認識装置。
【請求項２０】
認識評価値演算手段が、車両指標の各観測値の認識評価値を、該各認識評価値のばらつきがほぼ等しくなるように正規化し、認識出力手段が、正規化した前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の前記確率を算出するようにしたことを特徴とする請求項１８または１９に記載の物体認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダの自車前方の探査結果から、自車前方の物体を認識する物体認識方法及び物体認識装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＣＣと呼ばれる車両走行支援システム（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ），プリクラッシュセーフティシステム等を搭載した車両においては、自車前方の先行車等の障害物への接近を警報したり、いわゆる被害軽減自動ブレーキ機能等を実現するため、自車前方の前記障害物の検出センサとして、スキャン式レーザレーダや単眼カメラに代表される撮像装置を自車に搭載し、自車前方の物体を認識することが行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、前記検出センサとしてスキャン式レーザレーダを自車に搭載した場合、そのレーザレーダにより、レーザのパルス照射で自車前方を車幅方向（左右方向）に走査して自車前方を探査することをくり返し、車両（いわゆる４輪車、２輪車）のリフレクタ等での反射波の受信の有無により、障害物としての物体の有無を検出して自車前方の物体を認識する。
【０００４】
この場合、スキャン式レーザレーダは物体までの距離の測距センサとして用いられ、前記反射波を受信すると、レーザパルスの送受信時間差に基き、自車から反射波の点までの車間距離等の距離が算出されて測定される。
【０００５】
一方、前記検出センサとして撮像装置のみを自車に搭載した場合は、その撮像装置により自車前方を連続的に撮影し、撮影画像のエッジ検出等の画像処理によっていわゆるオプティカルフローを検出し、自車前方の先行車等の障害物を、路側の看板、道路標識やガードレール等の道路構造物からなる非障害物と区別して認識することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
また、スキャン式レーザレーダと撮像装置とを自車に搭載していわゆるセンサフュージョンの自車前方検出センサを形成し、スキャン式レーダの探査及び撮像装置の撮影により自車前方の情報を得て衝突の可能性がある先行車等の自車前方の障害物を、より一層正確に前記非障害物と区別して認識することも提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４４０３３号公報（段落［００１２］、［００１６］、図３）
【特許文献２】特開平１１−３５３５６５号公報（段落［００２２］−［００２５］、［００４８］、図１）
【特許文献３】特開平７−１８２４８４号公報（段落［０００６］−［００１０］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の自車前方検出センサとしてスキャン式レーザレーダを自車に搭載する従来構成の場合、反射波を受信すると、無条件に障害物としての車両が自車前方に存在すると認識するため、路側の看板、道路標識やガードレール等の道路構造物のような非障害物の反射波を受信したときにも、これらの非障害物を障害物の車両として誤認識する問題があり、この誤認識に基いて、障害物接近の誤警報や過警報、自動ブレーキの誤制御や過制御が発生するおそれがある。
【０００９】
一方、前記従来の撮像装置を単体で又はスキャン式レーザレーダと組み合わせて自車に搭載した従来構成の場合、撮影画像から前記の障害物と非障害物とを区別して認識することはできるが、高価な撮像装置を要し、しかも、複雑な画像処理も必要であり、高価で複雑な構成になる問題がある。
【００１０】
そして、この種の物体認識にあっては、極力安価な構成で安全性を向上する等の観点から、自車前方検出センサとして、スキャン式レーザレーダのみを自車に搭載して自車前方の物体を認識することが望まれる。
【００１１】
本発明は、自車にスキャン式レーザレーダのみを搭載し、その自車前方の探査結果から、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識するようにし、非障害物の障害物としての誤認識を極力防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成するために、本発明の物体認識方法は、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、該探査に基き、前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値を検出し、既検出の前記観測値から推定した前記車両指標の予測値と今回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出し、前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、前記物体を認識することを特徴としている（請求項１）。
【００１３】
この場合、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から前記物体までの距離であり、前記車両指標の予測値を前記距離の変化特性から算出して推定することが好ましく（請求項２）、また、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出された自車から前記物体までの距離の時間変化に基く前記物体の相対速度であり、前記車両指標の予測値を前記相対速度の変化特性から算出して推定することが好ましい（請求項３）。
【００１４】
つぎに、本発明の物体物認識方法は、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、該探査に基いて前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値を検出し、今回検出した前記観測値と前回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出し、前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、前記物体を認識することを特徴としている（請求項４）。
【００１５】
この場合、自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの反射光の受信位置の間隔から検出される前記物体の横幅であることが好ましい（請求項５）。
【００１６】
また、本発明の物体認識方法は、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、該探査に基き、前記レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値を検出し、今回検出した前記観測値と設定された基準値との差に応じて高低変化する認識評価値を算出し、前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基き、自車前方の物体の前記確率を算出して前記物体を認識することを特徴としている（請求項６）。
【００１７】
この場合、自車前方の物体による反射光のスキャン式レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの反射光受光強度であり、設定された基準値が前記物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値であることが好ましい（請求項７）。
【００１８】
さらに、本発明の物体認識方法は、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダにより自車前方をくり返し探査し、該探査に基き、前記レーザレーダが反射光を受光する自車前方の物体の位置、寸法、前記レーザレーダの前記反射光の受信状態それぞれに関連した複数の車両指標の観測値を検出し、今回検出した前記各観測値と、推定した予測値、前回検出値、設定された基準値それぞれからなる各比較値との差に応じて高低変化する各認識評価値を算出し、前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基き、前記物体の前記確率を算出して前記物体を認識することを特徴としている（請求項８）。
【００１９】
この場合、車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から自車前方の物体までの距離、該距離の時間変化に基く前記物体の相対速度それぞれであり、前記物体の寸法に関連した車両指標の観測値が、前記スキャン式レーザレーダの反射光の受光位置の間隔から検出される前記物体の横幅であり、反射光の受信状態に関連した車両指標の観測値が、前記スキャン式レーザレーダの反射光受光強度であり、前記距離、前記相対速度の比較値が、既検出の観測値に基く前記距離、前記相対速度それぞれの変化特性から算出して推定された前記距離、前記相対速度それぞれの車両指標の予測値からなり、前記横幅の比較値が前回検出した前記横幅の観測値からなり、前記反射光受光強度の比較値が、前記物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値に設定された基準値からなることが好ましい（請求項９）。
【００２０】
また、車両指標の各観測値の認識評価値を、該各認識評価値のばらつきがほぼ等しくなるように正規化し、正規化した前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の前記確率を算出することが望ましい（請求項１０）。
【００２１】
つぎに、本発明の物体認識装置は、自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、前記探査に基いて前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、前記指標検出手段の既検出の前記観測値から前記車両指標の予測値を推定し、前記予測値と前記指標検出手段が今回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴としている（請求項１１）。
【００２２】
この場合、指標検出手段により、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値として、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から前記物体までの距離を検出し、認識評価値演算手段により、前記車両指標の予測値を前記距離の変化特性から算出して推定することが好ましく（請求項１２）、また、指標検出手段により、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値として、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出された自車から前記物体までの距離の時間変化に基く前記物体の相対速度を検出し、認識評価値演算手段により、前記車両指標の予測値を前記相対速度の変化特性から算出して推定することも好ましい（請求項１３）。
【００２３】
つぎに、本発明の物体認識装置は、自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、前記探査に基いて前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、前記指標検出手段の今回検出した前記観測値と前回検出した前記観測値との差から、該差の増減の逆に高低変化する認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴としている（請求項１４）。
【００２４】
この場合、指標検出手段により、自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値としてスキャン式レーザレーダの反射光の受信位置の間隔から前記物体の横幅を検出することが好ましい（請求項１５）。
【００２５】
また、本発明の物体認識装置は、自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、前記探査に基き、前記レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、前記指標検出手段の今回検出した前記観測値と設定された基準値との差に応じて高低変化する認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、前記認識評価値と車両である確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴としている（請求項１６）。
【００２６】
この場合、指標検出手段により、反射光のスキャン式レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値としてスキャン式レーザレーダの反射光受光強度を検出し、認識評価値演算手段に基準値として自車前方の物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値を設定することが好ましい（請求項１７）。
【００２７】
さらに、本発明の物体認識装置は、自自車に搭載されて自車前方をくり返し探査するスキャン式レーザレーダと、前記探査に基づき、前記レーザレーダが反射光を受信する自車前方の物体の位置、寸法、前記レーザレーダの前記反射光の受信状態それぞれに関連した複数個の車両指標の観測値を検出する指標検出手段と、前記指標検出手段の今回検出した前記各観測値と、推定した予測値、前回検出値、設定された基準値それぞれからなる各比較値との差に応じて高低変化する各認識評価値を算出する認識評価値演算手段と、前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基いて前記物体の前記確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する認識出力手段とを備えたことを特徴としている（請求項１８）。
【００２８】
この場合、指標検出手段により、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値として、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から自車前方の物体までの距離、該距離の時間変化に基く前記物体の相対速度それぞれを検出し、前記物体の寸法に関連した車両指標の観測値として、前記レーザレーダの反射光の受信位置の間隔から検出される前記物体の横幅を検出し、前記レーザレーダの反射光の受信状態に関連した車両指標の観測値として、前記レーザレーダの反射光受光強度を検出し、認識評価値演算手段により、前記距離、前記相対速度の比較値として、既検出の観測値に基く前記距離、前記相対速度それぞれの変化特性から前記距離、前記相対速度それぞれの車両指標の予測値を算出し、前記横幅の比較値を前回検出した前記横幅の観測値により形成し、前記レーザレーダの反射光受光強度の比較値を、前記物体が車両のときの前記反射光受光強度の平均値に設定された基準値とすることが好ましい（請求項１９）。
【００２９】
また、認識評価値演算手段が、車両指標の各観測値の認識評価値を、該各認識評価値のばらつきがほぼ等しくなるように正規化し、認識出力手段が、正規化した前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の前記確率を算出することが望ましい（請求項２０）。
【発明の効果】
【００３０】
まず、請求項１、１１の構成によれば、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダの自車前方の探査のくり返しに基づき、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値がくり返し検出され、このとき、自車前方の物体が障害物としての車両（先行車）であれば、前記観測値が、その車両のほぼ同じ個所の反射光に基いて検出され、その車両の位置変化にしたがって連続的に変化するため、前記観測値の変化特性から、つぎの探査で検出される車両指標の予測値を安定に精度よく推定することができる。
【００３１】
一方、自車前方の物体が非障害物である路側の看板やガードレール等の道路構造物であれば、自車の走行によってその物体が瞬時に探査範囲から外れて検出されなくなったり、その物体の反射光の位置が時々刻々変化し、反射光の受信が不規則になるため、前記観測値の変化特性からは、つぎの探査で検出される前記予測値を推定することができない。
【００３２】
そのため、既検出の前記観測値から推定した車両指標の予測値と今回検出した観測値との差から算出される認識評価値は、自車前方の物体が障害物としての車両であるときに高くなり、前記の非障害物のときに低くなる。
【００３３】
そして、認識評価値に比例して車両らしさの確率（車両確率）が高くなるため、認識評価値から算出される車両確率は、自車前方の物体が障害物としての車両のときに高くなり、非障害物の路側の看板やガードレール等の道路構造物のときに低くなる。
【００３４】
したがって、スキャン式レーザレーダの自車前方の探査結果に基いて算出された車両確率により、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識することができ、この認識に基き、路側の看板やガードレール等の道路構造物のような非障害物を障害物の車両として誤認識する事態を極力防止することができ、自車前方の検出センサとして、安価、小型のスキャン式レーザレーダのみをを搭載した構成で、自車前方の物体の認識性能を向上してＡＣＣやプリクラッシュセーフティシステムの警報や制御の向上を図り、安全性の向上を図ることができる。
【００３５】
つぎに、請求項２、１２の構成によれば、前記の自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値を、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出された自車から自車前方の物体までの距離とすることにより、自車前方の物体が車両（先行車）のときに、車両指標の予測値を、その距離の変化特性から極めて精度よく算出して推定することができ、前記の車両確率の精度が向上する。
【００３６】
また、請求項３、１３の構成によれば、前記の車両指標の観測値を、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出された前記の距離の時間変化に基く自車前方の物体の相対速度とすることにより、自車前方の物体が車両（先行車）のときに、車両指標の予測値を、前記の距離の場合と同様、極めて精度よく算出して推定することができ、請求項２、１２の構成の場合と同様、車両確率の精度が向上する。
【００３７】
つぎに、請求項４、１４の構成によれば、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダの自車前方の探査のくり返しに基づき、自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値がくり返し検出され、このとき、自車前方の物体が障害物としての車両（先行車）であれば、一定で変化しないことから、今回検出した前記観測値と前回検出した前記観測値とはほぼ同じになり、その差は小さくなる。
【００３８】
一方、自車前方の物体が非障害物である路側の看板やガードレール等の道路構造物であれば、自車の走行によって反射光の位置が時々刻々変化し、今回検出した前記観測値と前回検出した前記観測値とが異なり、その差が大きくなる。
【００３９】
そのため、今回検出の前記観測値と前回検出の前記観測値との差から算出される認識評価値が、自車前方の物体が障害物としての車両であるときに高くなり、前記の非障害物のときに低くなり、認識評価値から算出される車両確率は、自車前方の物体が障害物としての車両のときに高くなり、非障害物の路側の看板やガードレール等の道路構造物のときに低くなる。
【００４０】
したがって、前記位置に関連した観測値の場合と同様、スキャン式レーザレーダの自車前方の探査結果に基いて算出された車両確率により、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識することができ、この認識に基き、路側の看板やガードレール等の道路構造物のような非障害物を障害物の車両として誤認識する事態を極力防止することができ、請求項１、１１の場合と同様の効果が得られる。
【００４１】
つぎに、請求項５、１５の構成によれば、前記の自車前方の物体の寸法に関連した車両指標の観測値を、スキャン式レーザレーダの反射光の受光位置の間隔から検出される前記物体の横幅とすることにより、実用的な観測値に基づいて極めて精度よく前記の車両確率を得ることができる。
【００４２】
つぎに、請求項６、１６の構成によれば、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダは、自車前方の物体が障害物としての車両（先行車）であれば、リフレクタの高輝度の反射光をくり返し受信し、その受信状態に関連した車両指標の観測値が安定して大きな値になるが、自車前方の物体が非障害物である路側の看板やガードレール等の道路構造物であれば、反射光の強さや位置が時々刻々変化し、反射光の受信が不規則になり、前記受信状態に関連した車両指標の観測値が小さく、しかも、変動する。
【００４３】
そのため、今回検出した前記受信状態に関連した車両指標の観測値と設定された基準値との差は、自車前方の物体が障害物としての車両のときに大（または小）になり、前記の非障害物のときに小（または大）になり、認識評価値は、自車前方の物体が障害物としての車両のとき高くなり、前記の非障害物のときに低くなる。
【００４４】
そして、認識評価値に比例して車両らしさの確率（車両確率）が高くなるため、認識評価値から算出される車両確率は、自車前方の物体が障害物としての車両のときに高くなり、非障害物の路側の看板やガードレール等の道路構造物のときに低くなる。
【００４５】
したがって、前記の位置に関連した車両指標の観測値、寸法に関連した車両指標の観測値の場合と同様、前記車両確率により、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識することができ、この認識に基き、路側の看板やガードレール等の道路構造物のような非障害物を障害物の車両として誤認識する事態を極力防止することができ、請求項１、１１、４，１４の場合と同様の効果が得られる。
【００４６】
つぎに、請求項７、１７の構成によれば、前記のスキャン式レーザレーダの受信状態に関連した車両指標の観測値を、そのレーザレーダの反射光受光強度とすることにより、実用的な観測値に基づいて極めて精度よく前記の車両確率を得ることができる。
【００４７】
つぎに、請求項８、１８の構成によれば、自車に搭載されたスキャン式レーザレーダの自車前方の探査のくり返しに基づき、前記の自車前方の物体の位置、寸法、前記レーザレーダの前記反射光の受信状態それぞれに関連した複数の車両指標の観測値が検出され、今回検出した各観測値と、推定した予測値、前回検出値、設定された基準値それぞれからなる各比較値との差の各認識評価値が算出され、観測対象が異なる複数個の認識評価値の平均値に基づいて前記物体の前記の車両確率が算出される。
【００４８】
そのため、前記車両確率の精度が１種類の観測値に基く場合より著しく向上し、一層精度よく、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識することができ、この認識に基き、路側の看板やガードレール等の道路構造物のような非障害物を障害物の車両として誤認識する事態を確実に防止することができ、自車前方の検出センサとして、安価、小型のスキャン式レーザレーダのみを搭載した構成で、自車前方の物体の認識性能を著しく向上してＡＣＣやプリクラッシュセーフティシステムの警報や制御の一層の向上を図り、安全性の著しい向上を図ることができる。
【００４９】
つぎに、請求項９、１９の構成によれば、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値が、スキャン式レーザレーダの送受信時間差から算出される自車から自車前方の物体までの距離、該距離の時間変化に基く前記物体の速度それぞれからなり、前記物体の寸法に関連した車両指標の観測値が、前記レーザレーダの反射光の受信位置の間隔から検出される前記物体の横幅からなり、前記レーザレーダの反射光の受信状態に関連した車両指標の観測値が、前記レーザレーダの反射光受光強度からなり、さらに、前記距離、前記速度の比較値が、前記距離、前記速度それぞれの車両指標の予測値、前回検出した前記横幅の観測値、前記物体が車両のときの反射光受光強度の平均値の基準値からなるため、それぞれ実用的な構成で極めて精度よく前記の車両確率を得ることができる。
【００５０】
つぎに、請求項１０、２０の構成によれば、車両指標の各観測値の認識評価値が正規化され、正規化された前記各認識評価値の平均値と車両である確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の前記確率が算出されるため、各観測値のばらつきの傾向が異なっていても、各認識評価値が同じようなばらつきになるように規格化され、各認識評価値の平均の認識精度で車両確率が算出され、一層精度よく車両確率を求めて自車前方の物体の認識性能をさらに一層向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、その１実施形態について、図１〜図４にしたがって詳述する。
【００５２】
図１はＡＣＣ、プリクラッシュセーフティシステム等の接近警報・自動ブレーキ制御の機能を備えた自車１の物体認識装置のブロック図、図２、図３は図１の車両らしさの確率（車両確率）、認識結果に基く制御タイミングの特性図それぞれであり、図４は図１の動作説明用のフローチャートである。
【００５３】
そして、図１の物体認識装置は、自車前方の検出センサとして、自車１に搭載された安価で小型のスキャン式レーザレーダ２のみを備える。このレーザレーダ２は自車１の車室内、ボンネット内等のほぼ車両センタ位置に設けられ、レーザをパルス照射しつつ自車前方を車幅方向（左右方向）に走査することをくり返し、車両（４輪車、２輪車の先行車）のリフレクタ等の反射波を受信しつつ自車前方を探査する。
【００５４】
また、この物体認識装置は、自車速を検出する車輪速センサ構成の車速センサ３等の自車状態検出用の各種センサ等も備える。
【００５５】
そして、自車１のエンジン始動後、レーザレーダ２が自車前方をくり返し探査して探査結果の信号をマイクロコンピュータ構成の物体認識・制御処理用のＥＣＵ４に出力する。
【００５６】
このＥＣＵ４は、メモリユニット５に予め設定された物体認識プログラムに基づく認識処理及びＡＣＣやプリクラッシュセーフティシステムの警報や自動ブレーキの介入タイミングを調整するタイミング制御処理を実行し、自車前方の物体の位置に関連した観測値として、自車から自車前方の物体までの距離、その物体の相対速度それぞれを検出し、前記物体の寸法に関連した車両指標の観測値として、前記物体の横幅を検出し、レーザレーダ２の反射光の受信状態に関連した車両指標の観測値として、レーザレーダ２の反射光受光強度を検出し、これらの検出に基き、自車前方の物体の車両らしさの確率（車両確率）を求めてその物体を認識し、さらに、その認識結果に基くタイミング制御処理により前記の警報・自動ブレーキの制御タイミングを調整する。
【００５７】
そのため、ＥＣＵ４はソフトウエアの処理の実行により、つぎの指標検出手段４１、認識評価値演算手段４２、認識出力手段４３、制御タイミング調整手段４４を形成する。
【００５８】
（ａ）指標検出手段４１
この手段４１は、レーザレーダ２の探査毎に、その探査結果に基づいて、レーザレーダ２が反射光を受信する自車前方の物体の位置、寸法、レーザレーダ２の反射光の受信状態それぞれに関連した複数個の車両指標の観測値を検出する。
【００５９】
すなわち、自車前方の物体の位置に関連した車両指標の観測値として、レーザレーダ２のレーザパルスの送受信時間差から算出される自車から自車前方の物体までの距離（位置）、この距離の時間変化に基く前記物体の相対速度を観測位置（今回位置）Ｐｏ、観測速度（今回速度）Ｖｏそれぞれとして検出し、前記物体の寸法に関連した車両指標の観測値として、レーザレーダ２の反射光の受信位置の間隔から検出される前記物体の横幅を今回検知サイズＳｎとして検出し、レーザレーダ２の反射光の受信状態に関連した車両指標の観測値として、レーザレーダ２の反射光受光強度を検出受光強度Ｐｗとして検出する。
【００６０】
（ｂ）認識評価値演算手段４２
この手段４２は、指標検出手段４１の今回検出した各観測値Ｐｏ〜Ｐｗと、推定した予測値、前回検出値、設定された基準値それぞれからなる各比較値との差に応じて高低変化する各認識評価値を算出する。
【００６１】
このとき、前記距離、前記相対速度の比較値として、既検出の観測値Ｐｏ、Ｖｏに基く前記距離、前記相対速度それぞれの時間変化特性から前記距離、前記相対速度それぞれの車両指標の予測値を算出して推定し、メモリユニット７に書き換え自在に保持する。
【００６２】
具体的には、レーザレーダ２の走査周期をＴとし、前記距離の予測値（予測位置）をＰｅとすると、この予測値Ｐｅを、予測位置Ｐｅ＝前回観測値（前回位置）＋相対速度×Ｔ＋（相対加速度×Ｔ２）／２の演算から算出して推定し、メモリユニット７に書き換え自在に保持する。
【００６３】
また、前記相対速度（予測速度）をＶｅとすると、この予測速度Ｖｅを、予測速度Ｖｅ＝前回速度＋（相対加速度×Ｔ）の演算から算出して推定し、メモリユニット７に書き換え自在に保持する。
【００６４】
つぎに、自車前方の物体の横幅の比較値は、例えば、前回のレーザレーダ２の走査におる一定受信レベル以上の反射光受信位置の車幅方向（左右方向）の座標値の差を演算して検出し、前回検知サイズＳｐとしてメモリユニット７に書き換え自在に保持する。
【００６５】
さらに、レーザレーダ２の反射光受光強度の比較値は、種々の実験等により得られた自車前方一定距離範囲内に位置する車両のリフレクタ反射光の受光強度の平均値（分布平均値）ＰｗＳｔに設定された基準値であり、この基準値として前記平均値ＰｗＳｔをメモリユニット７に予め保持する。
【００６６】
つぎに、今回検出した各観測値と各比較値との差に応じた各認識評価値は、具体的には、以下に説明するようにして算出する。
【００６７】
まず、前記距離、前記相対速度の認識評価値をＰｃ、Ｖｃとすると、前記距離については、今回検出した観測値Ｐｏと比較値Ｐｅとの差Ｐｅｒｒを、Ｐｅｒｒ＝ＡＢＳ（Ｐｅ−Ｐｏ）の演算から求め（ＡＢＳは絶対値の演算子であり、以下同じである。）、認識評価値Ｐｃを、Ｐｃ＝１−（Ｐｅｒｒ×Ｋｐ）の演算から求める（Ｋｐ：調整ゲイン）。
【００６８】
同様に、前記相対速度については、今回検出した観測値Ｖｏと比較値Ｖｅとの差Ｖｅｒｒを、Ｖｅｒｒ＝ＡＢＳ（Ｖｅ−Ｖｏ）の演算から求め、認識評価値Ｖｃを、Ｖｃ＝１−（Ｖｅｒｒ×Ｋｖ）の演算から求める（Ｋｖ：調整ゲイン）。
【００６９】
また、前記横幅の認識評価値をＳｃとすると、今回検知サイズＳｎと前回検知サイズＳｐとの差Ｓｅｒｒを、Ｓｅｒｒ＝ＡＢＳ（Ｓｐ−Ｓｎ）の演算から求め、認識評価値Ｓｃを、Ｓｃ＝１−（Ｓｅｒｒ×Ｋｓ）の演算から求める（Ｋｓ：調整ゲイン）。
【００７０】
さらに、前記反射光受光強度の認識評価値をＰｗｃとすると、検出受光強度Ｐｗと基準値（平均値ＰｗＳｔ）との差Ｐｗｅｒｒを、Ｐｗｅｒｒ＝ＡＢＳ（ＰｗＳｔ−Ｐｗ）の演算から求め、認識評価値Ｐｗｃを、Ｐｗｃ＝１−（Ｐｗｅｒｒ×Ｋｐｗ）の演算から求める（Ｋｐｗ：調整ゲイン）。
【００７１】
この場合、差Ｐｅｒｒ〜Ｐｗｅｒｒが安定して小さい程、自車前方の車両を捕らえている。
【００７２】
つぎに、この実施形態では、各認識評価値Ｐｃ〜Ｐｗｃを、それらのばらつきがほぼ等しくなるように０〜１に正規化して認識精度の向上等を図るため、各認識評価値Ｐｃ〜Ｐｗｃが、０≦Ｋｐ〜Ｋｐｗ≦１に収束するように、各調整ゲインＫｐ〜Ｋｐｗをチューニングして設定する。
【００７３】
このチューニングは、例えば、実験等によって差Ｐｅｒｒ〜Ｐｗｅｒｒの種々のサンプルデータを収集し、その分布から、それぞれの分散が等しくなるように各調整ゲインＫｐ〜Ｋｐｗを設定して行なう。
【００７４】
そして、各認識評価値Ｐｃ〜Ｐｗｃは、自車前方の物体が障害物としての車両であるときに差Ｐｅｒｒ〜Ｐｗｅｒｒが小さくなって高くなり、前記の非障害物のときに差Ｐｅｒｒ〜Ｐｗｅｒｒが大きくなって低くなり、差Ｐｅｒｒ〜Ｐｗｅｒｒの増減の逆の肯定変化する。
【００７５】
（ｃ）認識出力手段４３
この手段４３は、各認識評価値の平均値と車両確率との設定された比例特性に基いて自車前方の物体の車両確率を算出し、算出結果を前記物体の認識結果として出力する。
【００７６】
すなわち、認識評価値演算手段４２の正規化された各認識評価値Ｐｃ〜Ｐｗｃの平均値ＡｖｅＣ（＝（Ｐｃ＋Ｐｏ＋Ｓｃ＋Ｐｗｃ）／４）と車両確率Ｃａｒとにつき、例えば、種々の実験等に基づいて、車両確率Ｃａｒを０にする（完全に車両でないとみなす）平均値ＡｖｅＣの下限値α、車両確率Ｃａｒを１にする（完全に車両とみなす）平均値ＡｖｅＣの上限値βを決定し（０＜α＜β＜１）、平均値ＡｖｅＣと車両確率Ｃａｒの設定された比例特性として、例えば図２の実線イの特性のデータを、メモリユニット５に保持する。
【００７７】
なお、上、下限値α、βは、例えば、車両や道路構造物についての平均値ＡｖｅＣの多数のヒストグラムデータを求め、その分布から決定する。
【００７８】
そして、レーザレーダ２の走査のくり返しによって平均値ＡｖｅＣが得られる毎に、前記実線イの特性から、対応する車両確率Ｃａｒを算出し、算出した車両確率Ｃａｒを、認識結果として出力する。
【００７９】
（ｄ）制御タイミング調整手段４４
この手段４４は、認識出力手段４３の認識結果の車両確率Ｃａｒに基き、例えば、実験等に基づいてメモリユニット５に保持された図３の実線ロの制御タイミングの調整特性から、認識結果の時々刻々の車両確率Ｃａｒに対応する介入タイミングの調整量（遅れ量）を決定する。
【００８０】
すなわち、認識結果の車両確率が０に近くなる程、探査結果から検出した自車前方の物体が衝突の可能性が低い非障害物である可能性が高いことから、警報・自動ブレーキの制御タイミングを本来の介入タイミングから遅らせ、逆に、認識結果の車両確率が１に近くなる程、検出した自車前方の物体が障害物の車両である可能性が高いことから、警報・自動ブレーキの制御タイミングを本来の介入タイミング又はそれより速くするように、図３の実線ロからタイミング調整量を決定し、その調整量の制御信号を、ＥＣＵ４の後段の図示省略した警報・自動ブレーキの処理手段に出力する。
【００８１】
そして、以上の処理をフローチャートで示すと、例えば、図４のステップＳ１〜Ｓ８に示すようになり、自車１の走行中にステップＳ１において、レーザレーダ２の探査出力が発生すると、その探査出力に基き、ＥＣＵ４の指標検出手段４１によって自車前方の物体の位置、寸法、レーザレーダ２の反射光の受信状態それぞれに関連した車両指標の観測値Ｐｏ〜Ｐｗを検出し、ステップＳ２〜Ｓ５により、ＥＣＵ４の認識評価値演算手段４２の距離、速度、横幅、受光強度の処理ブロック４２１〜４２４で各認識評価値Ｐｃ〜Ｐｗｃを求め、ステップＳ６に移行して、各認識評価値Ｐｃ〜Ｐｗｃを０〜１に正規化する。
【００８２】
そして、ステップＳ７に移行し、ＥＣＵ４の認識出力手段４３により、認識評価値Ｐｃ〜Ｐｗｃの平均値ＡｖｅＣを求めて対応する車両確率Ｃａｒを算出し、この確率Ｃａｒを自車前方の物体の認識結果として出力し、ステップＳ８により、車両確率Ｃａｒに基き、自車前方の物体の車両らしさにしたがって、警報・自動ブレーキ制御のタイミングの調整量を決定する。
【００８３】
したがって、この実施形態の場合、自車前方の検出センサとして安価で小型のレーザレーダ２のみを自車１に搭載し、その探査結果に基づいて車両確率Ｃａｒを求め、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識することができ、この認識の結果に基き、障害物の接近警報・自動ブレーキ制御のタイミングイを調整し、路側の看板、道路標識やガードレール等の道路構造物のような衝突の可能性がない非障害物の障害物としての誤認識を極力防止し、ＡＣＣやプリクラッシュセーフティシステムの障害物接近の誤警報や過警報、自動ブレーキの誤制御や過制御を防止して安全性を向上することができる。
【００８４】
そして、自車前方の物体の位置、寸法、レーザレーダ２の反射光の受信状態それぞれに関連した複数の車両指標の観測値Ｐｏ〜Ｐｗに基き、観測対象が異なる複数個の認識評価値Ｐｃ〜ＰＷｃを求め、それらの平均値ＡｖｅＣに基づいて車両確率Ｃａｒを算出したため、車両確率の精度が著しく向上し、極めて精度よく、車両らしさの判定を加味して自車前方の物体を認識することができ、この認識に基き、路側の看板やガードレール等の道路構造物のような非障害物を障害物の車両として誤認識する事態を確実に防止することができる。
【００８５】
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、自車前方の物体の位置、寸法、レーザレーダ２の反射光の受信状態それぞれに関連した複数の車両指標の観測値が、実施形態の距離、相対速度、横幅、反射光受信強度と異なるそれらの観測対象の観測値、又は、実施形態の各観測対象にさらに新たな観測対象を加えた多数個の観測対象の観測値であってもよいのは勿論であり、一般に、観測対象が多くなる程、認識精度が向上する。
【００８６】
一方、処理、構成の簡素化等を図る場合は、車両指標の観測値は、例えば、自車前方の物体の位置、寸法、レーザレーダ２の反射光の受信状態のいずれか１個または２、３個であってもよく、具体的には、前記の距離、相対速度、横幅、反射光受信強度のいずれか１個または２、３個であってもよい。
【００８７】
そして、車両指標の観測値を、例えば、前記の距離、相対速度、横幅、反射光受信強度のいずれか１個とした場合、前記の平均値ＡｖｅＣの算出や正規化の処理は省かれ、観測値Ｐｏ、…、Ｐｗと車両確率Ｃａｒとの図２の実線イに相当する特性線から、車両確率Ｃａｒを求めて自車前方の物体が認識される。
【００８８】
つぎに、認識結果は、前記の接近警報・自動ブレーキ制御だけでなく、自車１の種々の走行制御等に適用することができるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
ところで、自車１の装備部品数を少なくするため、例えば図１のスキャン式レーザレーダ２を追従走行制御等の他の制御のセンサに兼用する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の１実施形態のブロック図である。
【図２】図１の車両らしさの確率（車両確率）の一例の特性図である。
【図３】図１のタイミング制御の調整特性の一例の説明図である。
【図４】図１の処理説明用のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１    自車
２    スキャン式レーザレーダ
４    ＥＣＵ
【図１】
2006047033.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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